我国新动力轿车分为三类，纯电动轿车、插电式(含程式)混合动力轿车、燃料电池轿车。现在动力电池技能水平显着提高，但其瓶颈还没有真实打破。正如交通运输部有关领导在电动轿车百人会2016年度会议上诉苦的那样：现在的新动力轿车整车的技能水平离终端用户的要求间隔较远，是在折腾底层的驾驶员。新动力轿车有必要满意用户的根本要求，让以交通运输部为代表的客户满意是有必要的，要完结这一使命非常很艰巨。仅有能够做的是不断地立异，加快立异速度。本文对电动轿车用富氢增程器予以介绍与研讨，其根本目的，对破解现在新动力轿车破解瓶颈有较大的协助。
一、程器的概念
增程器仅仅个广义的称号。纯电动轿车对用户而言一次充电后续驶路程短的瓶颈。为了添加纯电动轿车行一次性行进驶路程，业界现已提出较大的计划，其间在纯电动轿车上加装一个附加储能部件的技能计划，这比混合动力计划有了显着的优化。确保了“纯电驱动”技能道路得到贯彻执行，在纯电动轿车的根底上添加一个增程器，国家是有补助的。
增程器的方式一般有：小型发电机、蓄电池和燃料电池等。遍及的做法是用小型发电机，来做程器。技能上，程器是小型发电机体系，来给动力电池弥补电能。
二、程器轿车能量传递途径
程器(小型发电机)发的电，是给车载动力电池进行充电用的，不直接给电机供电。从整车上来讲，是在纯电动轿车根底上，加了一个发电机体系罢了，其能量专递途径逻辑如图1所示。
图1 程器轿车能量传递途径
能量传递途径是串联的，结构简略。程器(小型发电机)能够高度集成一个总成，设备方位较为灵敏。程器(小型发电机)电能输入动力电池的接口依照国家有关现行标准即可。
程器轿车是以纯电动轿车为根底的，不同的当地是，比纯电动轿车动力电池容量要低得多，一次续驶路程比纯电动轿车要长许多，与传统燃料车根本相同。现在一些的电动轿车路程短，用户是不满意的，即便高频次充电也是不得已的方法。这个水平的电动轿车是无法代替传统轿车的。
三、程器电动轿车动力总成逻辑关系图
程器电动轿车动力总成逻辑关系如图2所示：
图2 电动轿车程器动力总成逻辑关系
从图2的逻辑关系上能够看出：
程器是一个相对独立的总成，由发起机+发电机组成。程器不作业时，此车便是一台纯电动轿车，从功用上看，程器是一个载充电机设备。
配程器的电动轿车，发起机(内燃机)仅为发电机供应动力，能够选用电机直驱，无需变速箱离合器等机械结构，与车辆无机械衔接，完结了动力解耦，机械结构简略，车辆功用愈加安稳牢靠。
配程器的电动轿车，全工况规模内电机无级调速驱动，具有纯电动车辆平等的平顺性及舒适性，为驾乘带来最佳体会;低速时主动切换到纯电动形式，在堵车、低速工况，愈加安静、节能。
四、市道现在程器产品根本情况
1)市道现在不同品牌程器产品有汽油、柴油的两大类：
(1)汽油程器产品及参数如图3、图4所示：
图3 市道不同品牌的程器产品外形图
图4 汽油程器根本参数
(2)柴油程器产品外形、根本装备、参数如图5、6、7所示：
图5 柴油程器产品外形图(1000*1000*700)
(2)柴油程器根本装备示目的
图6 柴油程器根本装备示目的
表1 柴油程器根本参数
2)市道现在程器产品根本特色
①不管汽油仍是柴油的程器都是2缸机，而发起机根本上4缸机，也有6缸以上的机器。这一点与现在插电式混合动力是本质差异的。插电式混合动力是配发起机的，而程器陪的小功率内燃机，其现已没有发起机的功用了。
②技能特色：以斯太尔增程器为例。斯太尔增程器的核心部件首要由三个部分构成， M12发起机、TFM电机，以及电机操控体系。 M12 Rex增程器选用卧式2缸柴油机规划，结合高压共轨、涡轮增压、内置中冷器等技能，特别是选用博世最新一代电控高压共轨喷发体系及SCR尾气后处理技能，具有体积小、重量轻、油耗低一级特色。其柴油机输出功率为40kW，选用一体式规划发电机，净功率输出为37kW。根据这些共同高明的功用，M12 REX增程器运用规模广泛，可运用于新动力专用车、物流车、6-12米客车以及港口码头专用车范畴等。
③不管汽油仍是柴油的程器都是燃油内燃机技能，这一点发起机没有差异，尤其要有必要要运用尾气环保技能。
④现在市道上，不管汽油仍是柴油的程器都是国外品牌，或者是外资企业的产品，核心技能被国外品牌操控。
五、现在市道上燃油程器的缺乏
我国开展新动力轿车，有“弯道超车”的初衷，怎么“弯”道?笔者了解，“纯电驱动”根本找到弯道超车的落脚点，现已具有“我国特色”。驱动形式现已清晰，可是驱动车载电机的“电”怎么上车，根本是2种，一是动力电池承受电网充电;二是车载燃料发电。
承受电网充电技能有了长足的前进，可是动力电池比能量太低，纯电动轿车一次续驶路程与燃油轿车、CNG轿车比较，相差太远，充电时刻与加燃油、加天然气比较，时刻太长。
车载发电机发电根本途径有：内燃机发电、燃料电池2种。燃料电池发电现在现已列于国家级演示推行项目。
而燃油内燃机发电技能现已很成熟了。可是车载燃油内燃机(程器)发电，仍然烧的是油，与燃油发起机烧油的根本原理是相同的，没有差异，不直接驱动，可是在转成电今后，功率变得更低了。
现在根本有天然气、氢气供应车载载燃气内燃机发电。这个技能计划又面对气体怎么上车及安全怎么确保?假如程器运用的内燃机运用燃料仍然是汽(柴)油，有必要要用三元催化技能，进行尾气处理。现在程器轿车对燃油的依靠是客观存在的，达不到零排放的要求，离开展新动力轿车的初衷还有适当一段的间隔。
六、在燃油燃油程器上的再立异
首要思路是借用甲醇裂解富氢技能(华中科技大学动力与机械工程学院《甲醇裂解醇氢科研项目组》蒋炎坤教授团队的专利)，对现在市道上的程器进行优化。详细思路如下：
1)车载甲醇裂解制富氢的机理介绍
在车载甲醇裂解制富氢设备中，热力学上的甲醇裂解是一个吸热反响进程，甲醇(CH3OH)在催化剂和必定温度效果下(吸热进程反响)发生C-H和C-O键的催化活性及C-C键的偶联反响，完结甲醇裂解变成为氢气(H2)和一氧化碳(CO)(反响式：CH3OH→CO+2H2)。
众所周知，车载内燃机(发起机)所发生的热量的1/3在做功、1/3在制冷降温、1/3因焚烧不充分而经过废气排放到外部糟蹋。这个外排能量是可用起来的。
2)车载甲醇裂解制富氢设备原理介绍
在车辆上把本来的消声器，用甲醇制氢设备换即可。运用发起机的尾气余热，发生约400℃的高温，使必定纯度的甲醇(75%)在阻隔空气的封闭容器内，经催化，裂解为氢气和一氧化碳气。根本成分有：64%的氢气、32%的一氧化碳气、剩下甲烷等的混合气体。
七、富氢程器与燃油程器比较的长处
1)能够运用尾气的自身热量裂解甲醇，无需在车辆上专设供热设备。既运用了尾气余热，又节省了裂解甲醇所需的能耗。
2)车辆中无需装设高压气瓶储氢，也无需到加氢站去加氢续行。排除了运氢和储氢环节中的各项难题。
3)发起机发起和怠速时、尾气温度很低，不能完结甲醇裂解的化学反响。可是可运用电动轿车蓄电池的能量，发起发起机，带动内燃机，内燃机没有发起和怠速。
4)无需高纯高纯度(90%以上)的精甲醇，用75%纯度的粗甲醇即可，具有遍及推行的的经济价值。
八、当时车载甲醇裂解制气体首要与汽(柴)油参烧
首要原因是：气态氢自身的焚烧热值较高，加上微弱的火焰传播速度、能促进其他燃料加快焚烧。可是气态氢质量密度小，无法满意大型发起机做功要求，所以参烧是一个比较靠谱的计划。
不同燃料参烧计划的缺乏：车上有必要要求有两套不同的燃料供应燃料体系，这也是用户不能承受的。这说明，即便参烧计划，原理科学，技能可行，可是市场上也是行不通的。
九、车载甲醇裂解制气用于改装现有的程器，市场上是完全是可行的
现在市道上程器根本上是汽油、柴油的2缸内燃机，功率在30Kw-40Kw之间。用甲醇裂解富氢技能(华中科技大学动力与机械工程学院《甲醇裂解醇氢科研项目组》蒋炎坤教授团队专利)来改装现在市道上程器，不必两种以上燃料的进行参烧了。
一般情况下甲醇热值较低(汽油的40%)，可是在车载式甲醇裂解制气的协助下，其热值较低能够提高到(汽油的90%)以上，再加上程器功率较小，甲醇与富氢(由甲醇裂解而来)两种燃料参烧份额由现在的2：8会更高。因为甲醇与富氢参烧进程，对用户来说是通明的，市场上完全能够承受的。
①甲醇热值较裂解条件高了27%以上。
②甲醇裂解气含H2、CO、CH4可燃混合气体，其产气率高达95%及以上。
④汽油掺烧甲醇裂解气发起机动力保持在95%以上;
④用100%甲醇代替汽油，满意节省汽油100%的要求。
十、公交车上《车载甲醇裂解制气设备体系》介绍
1) 车载甲醇裂解制气体系组成
图7 车载甲醇裂解制气体系组成示目的
注：(1.电源(蓄电池) 2.焚烧开关 3.电磁开关 4.甲醇泵 5.甲醇箱 6.温度传感器 7.甲醇裂解设备 8.甲醇喷发器 9.发起机 10.燃油箱 11.电磁阀 12.氢气、一氧化碳储罐 13.压力传感器 14.显示屏 15.电加热器 16.操控器ECU)
2)甲醇裂解制气体系作业进程
①焚烧开关敞开，甲醇泵4开端作业，甲醇泵4 将甲醇箱5的甲醇导入进入预热管;
②预热后的甲醇经尾气再加热，由设备下部的4个甲醇雾化喷进口进入甲醇裂解设备7内部;
③甲醇裂解设备7内部的甲醇在耐高温、耐氧化催化剂和约400℃温度效果下、分解成氢气(H2)和一氧化碳(CO)。氢气(H2)和一氧化碳(CO);
④进入储气罐12冷却、贮存;
⑤根据发起机的工况改变，操控器ECU16宣布指令，在进气门翻开时、翻开电磁阀11，氢气(H2)和一氧化碳(CO)喷入进气歧管进气门处，和新鲜空气(可燃混合气)一同进入发起机气缸，参加焚烧;
⑥温度传感器6将温度信号传输给操控器ECU16，按甲醇裂解设备7内的温度凹凸，操控电磁阀8的开、闭，调理进入气缸的甲醇供应量和电加热器15的通断;
⑦当发起机排出的尾气不能确保甲醇裂解需求的温度时，操控器ECU16宣布指令，电加热设备导通作业，确保甲醇裂解的正常温度，使裂解继续进行;
⑧当发起机尾气满意供应裂解设备所需的热量时，温度传感器输出信号给操控器ECU16宣布指令，电加热器15断电，仍由发起机尾气独立供热。
⑨在发起机起动或怠速时，发起机尾气的温度太低，操控器ECU16宣布指令，电加热器15导通，由蓄电池供电，确保裂解设备7的正常裂解温度，使裂解反响正常进行。裂解发生的低压氢气(H2)和一氧化碳(CO)进入不锈钢的气体储罐12;
⑩在操控器ECU16的指令，操控电磁阀11的封闭，按发起机工况、供应不同定量的低压氢气(H2)和一氧化碳(CO)，和空气混合，(可燃混合气)一同进入气缸参加焚烧。
3)发起机尾气经过裂解器的途径分析
①甲醇裂解设备7内部结构组成示目的
图8 甲醇裂解设备7内部结构组成
注(1.催化剂 2.氢气(一氧化碳)出口 3.外壳与保温层; 4.低温废气出口 5.高温废气进口 6.甲醇喷口 7.甲醇预热管 8.甲醇进口 9.电加热器 10.温度传感器)
②催化剂安置结构
催化剂安置结构准则，要能充分运用发起机尾气的热能，从发起机尾气中吸收热量，催化剂分红三部分、发起机尾气分红4部分，进行热交换，以加大触摸传热面积，见图10。
图9 发起机尾气经过裂解器的道路示目的
注：(1.发起机尾气进口 2.尾气4个通道 3.裂解器外壳与保温层 4.催化剂 5.发起机尾气出口)
十二、富氢程器推行的含义
富氢程器推行的含义，完结了开展新动力轿车的初衷：
1.完结能完结节能减排的方针，用100%甲醇代替汽油，满意节省汽油100%的要求，满意国五排放要求;
2.稳固了“纯电动驱动”的技能道路，弯道打破了现在动力电池比能量瓶颈;
3.为用户带来新的价值，75%的甲醇价格是汽油价格五分之一，用户运用费用下降80%;
4.下降新动力轿车制作本钱，电动轿车车载动力电池少装四分之三以上。
